1、山东科技大学本科毕业设计（论文） I 摘要 本设计是根据 北洺河 给定铁矿的矿石性质和选矿试验结果进行的选矿厂工艺初步设计，选矿厂设计规模为 350 万吨 /年。根据所给矿石的性质、选矿试验的结果及选矿厂的实践经验进行了工艺流程的选择 ，完成了 设计规模为 350 万吨 /年选矿厂初步设计。 该选厂的 工艺流程 为： 一段开路自磨，二段闭路球磨，螺旋分级机分级， 三段 磁选 ； 如最终铁精矿含硫量超标，则三磁精矿自流至搅拌槽，加药后给入浮选机 ，进行 反浮选脱硫， 之后 浓缩磁选 铁 精矿， 该 精矿 再 经过滤 ，得到 最终铁精矿。 铁精矿 指标为： 品位 67.0%，含硫量 0.29%，回
2、收率86.26%， 投资回收期 2.59 年 。 另外，磁尾磁选得到二级品铁精矿，其品位为 40%，回收率 4.41%。 浮选流程为 ： 一粗选两精选一扫选，硫精矿经浓缩压滤得到最终产品 。硫精矿 指标为： 品位 35%，回收率 49.11%。 设计内容 主要 包括 ： 流程 的 设计 与 计算 ， 主要设备 的 选择和相关设计图纸的绘制 以及经济概算 。 关键 词 ： 铁矿厂设计 ； 铁矿选矿； 磨矿 ；磁选；浮选 。 山东科技大学本科毕业设计（论文） II ABSTRACT The designing scale of this Iron Ore beneficiation plant i
3、s 350 million tons per year. According to the nature of iron ore, the results of beneficiation tests and the experience of concentrator and the other similar concentrators given by Bei minghe Iron Ore Concentrating Mill,the design calculate and select the process technology and equipments, complete
4、related design drawings, and finally, finish the first step design of Bei minghe iron mine concentrator. The design and computation of process, the selection of major equipments and the accomplishment of related design drawings are included in this design of iron mine concentrator. In the design, th
5、e grinding process adopts first segment open auto-grinding and second segment closed circuit grinding of ball mill. After classified by spiral classifiers, pulp overflows to syrup pond, pumping to magnetic separators, and has three magnetic separations. Then the design should measure the sulphur con
6、taining. If it exceeds the provision mark, anti-flotation is necessary to decrease it. Then after concentrating and fitrating the iron concentrates,the design will obtain the final product. The iron grade of concentrate is about 67.0%, the sulphur grade is 0.29%, and the recovery is about 86.26% and
7、 the payback period is 2.59 years.Besides, after magnetic separation of the tailings, the design can get secondary products of iron concentrates whose grade is about 40% and recovery is 4.41%. The floating process includes one rougher, two cleaners and one scavenger; the pulp concentrating sulphur o
8、re is condensed and filtrated. The grade of sulphur concentrate is about 35%, and the recovery is about 49.11%. Keywords: Design of Iron Ore Processing Plant； Separation of Iron Ore； Grinding; Magnetic Separation; Floating.山东科技大学本科毕业设计（论文） I 目 录 1，国内外矿石资源分布状况及铁矿选矿现状 . 2 1.1 国内外矿石资源状况 . 2 1.1.1 国内外铁矿
9、赋存及开采状况 . 2 1.1.2 国内铁矿石资源的特点 . 3 1.2 国内新型选矿设备的应用 . 3 1.3 铁矿石选矿技术 . 4 1.4 我国铁矿选矿的发展趋势 . 6 2， 矿石性质及选矿试验研究 . 8 2.1 矿石性质 . 8 2.1.1 矿石类型及矿物组成 . 8 2.1.2 矿石结构及构造 . 8 2.1.3 脉石矿物 性质 . 8 2.1.4 矿石 中铁、硫 元素 的 赋存状态 . 9 2.1.5 原矿特征 . 9 2.2 选矿试验研究 . 10 2.2.1 铁矿石 化学 多 元素分析 . 10 2.2.2 磨矿细度试验 . 10 2.2.3 磁场强度条件试验 . 12 2
10、.2.4 浮选药剂条件试验 . 13 2.2.5 选矿试验结果推荐 . 13 2.2.6 设计流程及主要设计指标 . 14 3， 工艺流程计算 . 16 山东科技大学本科毕业设计（论文） II 3.1 工作制度的选择 . 16 3.2 磨矿分级流程计算 . 16 3.3 磁选流程计算 . 20 3.3.1 一段磁选 . 20 3.3.2 二段磁选 . 21 3.3.3 三段磁选 . 22 3.3.4 铁精矿反浮选 . 23 3.3.5 浓缩磁 选 . 24 3.3.6 总磁选尾矿 和二级品铁精矿 . 26 3.4 浮选流程计算 . 28 4， 设备选择 . 35 4.1 磨矿分级设备的选择 .
11、 35 4.1.1 自磨机的选择 . 35 4.1.2 球磨机的选择 . 35 4.1.3 分级 机的选择 . 37 4.2 磁选设备的选择 . 399 4.2.1 一段磁选 . 40 4.2.2 二段磁选 . 40 4.2.3 三段磁选 . 40 4.2.4 浓缩磁 选 . 40 4.2.5 磁尾磁选 . 41 4.3 浮选设备的选择 . 42 4.3.1 搅拌槽的选择 . 42 4.3.2 浮选机的选择 . 43 4.4 浓缩设备的选择 . 47 山东科技大学本科毕业设计（论文） III 4.4.1 中矿浓缩设备 . 47 4.4.2 硫精矿浓缩设备 . 47 4.4.3 浮选尾矿浓缩设备
12、 . 48 4.5 过滤设备的选择 . 49 4.5.1 铁精矿过滤设备的选择 . 49 4.5.2 硫精矿过滤设备的选择 . 50 4.6 辅助设备选择 . 51 4.6.1 矿仓的选择 . 51 4.6.2 给矿机选择 . 53 4.6.3 起重检修设备的选择 . 54 4.6.4 泵的选择 . 55 4.6.5 胶带运输机的选择 . 55 5,选矿厂分车间工艺与设备配置综述 . 58 6,选矿厂技术经济分析 . 60 6.1 选矿经济投资概算 . 60 6.1.1 设备价格计算 . 60 6.1.2 工艺金属构件概算价值 . 61 6.1.3 工艺管道概算价值 . 61 6.2 选矿技术
13、经济指标计算 . 63 6.2.1 选矿厂劳动定员 . 63 6.2.2 精矿设计成本计算 . 65 6.2.3 总投资计算 . 66 6.2.4 经济效果评定 . 66 6.2.5 投资回收期 . 66 6.2.6 经济分析 . 67 山东科技大学本科毕业设计（论文） IV 参考文献 . 68 致 谢 . 69 附 录 . 70 附录一 外文文献 . 70 附录二 英文翻译 . 98 附录三 设计图纸 . 119 山东科技大学本科毕业设计（论文） 2 1 国内外矿石资源分布状况及铁矿选矿现状 1.1 国内外矿石资源状况 1.1.1 国内外铁矿赋存及开采状况 据美国地质调查局公布数据显示，世界
14、铁矿石储量为 1600 亿吨，基础储量为 3700 亿吨。全球铁矿石资源相当丰富，估计地质储量在 8000亿吨以上，探明储量为 4000 多亿吨，按现有生产水平可供应 400 年。铁矿石主要集中在乌克兰、俄罗斯、巴西、中国、澳大利亚等十多个国家 1。 全球铁矿石资源分布特点是储量丰富，静态保证年限超过百年，长期供应有保证并且高品位铁矿分布比较集中。从 20 世纪 70 年代中期开始到 20 世纪末，由于铁矿储量保证程度高，也由于发达国家经济结构调整，世界主要国家减少或者停止了对铁矿石新区的勘查工作，但是铁矿静态保证年限数十年来一直保持在百年以上的高水平。高品位铁矿石在巴西、澳大利亚、印度等国家
15、分布较广，并且大都具备有露天开采 的条件，开采成本低、品味相对较高的特点使这些国家成为全球主要的铁矿石供应国。 截止到 2007 年底，我国铁矿查明资源储量为 613.35 亿吨，其中基础储量为 223.64 亿吨，资源量为 389.71 亿吨。从铁矿资源在东中西部经济区分布看，东部地区合计铁矿查明资源储量占全国储量的 41.8%，中部地区占 23.6%，西部地区占 34.6%。全国 31 个省、直辖市、自治区均探明有铁矿资源，但是主要分布在辽宁、四川、河北、安徽、山西、云南、山东、内蒙古 2。 山东科技大学本科毕业设计（论文） 3 我国铁矿资源分布广泛又相对集中，全国分布成矿区带特征明显，主
16、要有鞍 山 -本溪、冀东 -密云、五台 -吕梁、邯郸 -邢台、鲁中、鄂西 -湘西北、云南西盟、甘肃祁连镜铁山等 19 个成矿区带；铁矿床类型多、矿石类型复杂，多组分共生的储量所占比重大，具有工业价值的铁矿床类型为鞍山式沉积变质铁矿、攀枝花式钒钛磁铁矿、大冶式硅卡岩型铁矿、白云鄂博式热液型铁矿等；以贫矿为主、富矿很少，能直接入炉的富铁矿石查明储量有 11.11 亿吨，仅占总量的 1.8%，绝大多数开采的铁矿石必须经过选矿才能为高炉利用；共生组分多，综合利用价值大，共生组分主要包括 V、 Ti、 Cu、 Pb、 Zn、 Co、 Nb、 Se、Ag、稀土等 30 余种，有的共生组分的经济价值甚至超过
17、铁矿价值；铁矿勘察深度较浅，深部潜力很大，无论是已经开发利用的还是未开发利用的铁矿石，其主要矿体最大埋藏深度在 1000m 以内，主要集中在600m 以内，峰值在 50-200m 范围，这说明我国铁矿资源深部找矿潜力很大。 1.1.2 国内铁矿石资源的特点 中国铁矿资源 主要有以下 特点： 1.是贫矿多，含铁 45%以下者占总会储量的 86%； 2.是红矿多，各种弱磁性矿石占总储量的 65%左右； 3.是 多元素共生的复合矿石较多 ， 占总储量的 2/3左右。此外矿体复杂；有些贫铁矿床上部为赤铁 矿，下部为磁铁矿。 4.是 多数矿石中有用矿物呈细粒以至微细粒嵌布，需磨细到一 200目占80%左
18、右才能基本达到单体解离 3。 我国铁矿石的这些特点为 选矿 提出了极为艰巨的任务。 1.2 国内新型选矿设备的应用 （ 1）磁团聚重选机 该设备的整个分选区内形成一个适当的磁场强度分布，比较均匀山东科技大学本科毕业设计（论文） 4 的弱磁场，磁场梯度小。磁性颗粒与脉石颗粒的分选主要取决于重力和上 升水流力大小。磁团聚重选工艺的工业生产实践说明，该设备可提高精矿品位 2 3 个百分点。另外首钢矿业公司研制了变径磁团聚重选机和 电磁 聚机，在首钢水厂、大石河铁矿选矿厂得到了应用。 （ 2）磁选柱 磁选柱是鞍山科技大学研制成功的一种新型高效磁选设备，给入的物料中的磁性部分在弱磁场作用下形成的弱磁聚团
19、在磁力及重力联合作用下向下运动，而夹杂于其中的脉石在上升水流的作用下向上运动，磁聚团 在向下运动过程中受多次的淘洗。品位逐渐提高。设备在本钢南芬选矿厂和歪头山选矿厂、吉林板石沟选矿厂得到了应用。 （ 3）低场强自重介跳汰机 北京科技大学矿物加工室经过多年研究，开发低场强自重介跳汰机，将磁电、跳汰与重介质选矿结合起来。可作为磁铁矿精选设备。 （ 4）低场强脉动磁选机 具有以下特点：磁系包角大，极数多；磁感应强度较低，且从扫选区到精矿卸料区由高到低呈不均匀分布；设有永磁脉动装置，可在旋转的圆筒表面形成永磁脉动磁场以松散磁团聚，剔除夹杂的脉石。该设备在酒钢选矿厂、鞍钢大孤山选矿厂进行了工业 试验 ，
20、结果表明能更好地抛出细粒脉石和贫连生体。 1.3 铁矿石的选矿技术 1.3.1 磁铁矿反浮选工艺的应用 对于脉石为硅质的磁 铁精 矿进行提质。反浮选脱硅是很好的途径。尖山选矿厂铁精矿品位反浮选之前为 65 15。含 Si028。马鞍山矿山研究院针对该矿石采用 一粗、一精、三扫的工艺流程进行阴离子反浮选提铁降硅，反浮选精矿铁品位 68 18、 S1024。弓长岭选矿厂山东科技大学本科毕业设计（论文） 5 磁选最终产品的 TFe 品位为 65 5，用阳离子反浮选法对磁选精矿进行再选，浮选精矿品位达到 68 8， Si 023 90，铁回收率 98 504。 武汉理工大学研制了新型耐低温阳离子捕收剂
21、 GE-601，克服了十二胺等起泡量大、泡沫发粘、难消泡，泡沫产品难处理的缺点。反浮选某磁选磁铁矿精矿，在温度 22 时获得的指标为：精矿铁品位69 31、回收率 97 90；在 12 低温条件下，获得 了与常温条件基本一致的良好指标：精矿 Fe 品位 69 17、回收率为 97 87 5。 1.3.2 赤铁矿反浮选工艺 我国目前赤铁矿反浮选工艺多采用阴离子反浮选的选别工艺。 鞍钢调军台选矿厂采用两段连续磨矿、弱磁 -强磁 -阴离子反浮选流程，精矿铁品位达 67.5，铁回收率 75 78。齐大山选矿厂一选车间 、二选车间将“阶段磨矿、重选 -磁选 -酸性正浮选”工 艺流程，分别按“阶段磨矿、重
22、选 -磁选 -阴离子反浮选”工艺流程进行了改造。 2003年上半年，在原矿品位为 29.50的情况下。实现铁精矿品位 67.40以上，尾矿品位 11.00以下。 2002 年东鞍山烧结厂一选车间按两段连续磨矿、中矿再磨、重选 -强磁 -反浮选的流程进行了改造。铁精矿品位达到了 64.38。 2003 年鞍山矿业公司研究所在对关宝山铁矿石进行了选别 工业 试验研究，采用两 段连续磨矿、中矿再磨、重选 强磁 阴离子反浮选工艺，精矿品位为 64.62，尾矿品位为 15.63 6。 1.3.3 菱铁矿选矿方法的研究 我国菱铁矿资源较为丰富，已探明储量 18 34 亿 t。菱铁矿含铁品位低，采、选、冶均较困难，且多数位于陕西、山西、贵州、甘肃和青海等西部缺水地区， 特别 需要开发适合其自然条件的矿物加工技术。菱铁矿的理论铁品位较低，经常与钙镁锰呈类质同象 共生，用物
